JP5168891B2 - 電動車両充電電力マネジメントシステム - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の蓄電器を充電する際に用いられる電動車両充電電力マネジメントシステムに関する。

従来、外部から住宅内に供給されている電力を用いて、電動車両のバッテリを充電する充電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。そのような充電システムでは、住宅に通常の100[V]電源と深夜電力電源である200[V]電源とが供給されている場合には、深夜電力供給時間帯では200[V]電源により充電を行い、深夜電力供給時間帯でない時間帯においては100[V]電源により充電を行うようにしている。

特開平８−２２８４０６号公報

しかしながら、従来は、電動車両のバッテリの状態（ＳＯＣなど）のみをセンシングして充電電力を制御しているので、通常の100[V]電源を用いて充電を行っている時間帯において住宅内の電力負荷が増大した場合、住宅全体としての電力負荷が最大契約電力を突破してブレーカが落ちてしまうという問題があった。

請求項１の発明は、外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて生成された住宅内電力負荷の消費電力履歴情報に基づく住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、演算手段により算出された住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との和が、外部から住宅に供給される電力の許容値を超えないように充電電力を制御する制御手段とを備え、演算手段は、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出し、制御手段は、許容値から消費電力履歴情報に基づく住宅内予想消費電力を差し引いた車両充電予想電力と、電動車両側からの充電要求電力値と、許容値から検出手段により検出された電力を差し引いた電力とを比較し、最も低い電力を充電電力に設定し、制御手段は、さらに、充電開始時刻から充電終了時刻までの時間帯に電気料金の安い特殊料金電力時間帯が含まれる場合に、特殊料金電力時間帯における住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との合計電力が、特殊料金電力時間帯外よりも大きな値であって一定値となるように充電電力を制御することを特徴とする。
請求項２の発明は、外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムに適用される。そして、住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて住宅内電力負荷の消費電力履歴情報を生成する生成手段と、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する第１の演算手段と、電動車両の使用履歴情報に基づいて充電終了時刻を設定する第１の設定手段と、住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して充電終了時刻まで充電した場合に、蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第２の設定手段と、合計電力が外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、合計電力が第２の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へと分岐して、電動車両側へと分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムに適用される。そして、住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて住宅内電力負荷の消費電力履歴情報を生成する生成手段と、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、充電終了時刻を入力設定する入力手段と、住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して充電終了時刻まで充電した場合に、蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第２の設定手段と、合計電力が外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、第２の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて住宅内電力負荷の消費電力履歴情報を生成する生成手段と、検出手段の検出結果に基づいて生成された住宅内電力負荷の消費電力履歴情報に基づく住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、演算手段により算出された住宅内予想消費電力と蓄電器への充電電力との和が、外部から住宅に供給される電力の許容値を超えないように充電電力を制御する制御手段とを備え、演算手段は、消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出し、制御手段は、許容値から消費電力履歴情報に基づく住宅内予想消費電力を差し引いた車両充電予想電力と、電動車両側からの充電要求電力値と、許容値から検出手段により検出された電力を差し引いた電力とを比較し、最も低い電力を充電電力に設定し、制御手段は、蓄電器の蓄電量が所定値に達する前における住宅内予想消費電力と充電電力との合計電力が、蓄電器の蓄電量が所定値に達した後の合計電力よりも大きくなるように充電電力を制御し、蓄電器の蓄電量が所定値に達する前における住宅内予想消費電力と充電電力との合計電力が、一定値となるように充電電力を制御することを特徴とする。

本発明によれば、住宅内電力負荷の消費電力履歴情報に基づいて算出された住宅内予想消費電力と電動車両用蓄電器への充電電力との和が、外部から住宅に供給される電力の許容値を超えないように充電電力を制御するようにしたので、時間や季節等による住宅内の消費電力の増減に伴いブレーカが落ちてしまう危険性を回避して、電動車両用蓄電器への充電を効率よく確実に行うことができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明による車両充電用電力マネジメントシステムの第１の実施形態を示すブロック図であり、住宅１０側の装置構成と電動車両３０側の装置構成とを示したものである。住宅１０側の配電盤１１には、電力会社からの系統電力１が電力メータ２を介して接続されている。住宅１０に供給された電力は配電盤１１により分岐されて、住宅１０内の様々な電気機器（ここでは、これらの機器全体を住宅内電力負荷１２と呼ぶことにする）と住宅１０に設けられた電動車両用充電器２０とに供給される。電動車両用充電器２０には、充電時に電動車両３０のインレット３５に接続される充電パドル２５が設けられている。

配電盤１１と住宅内電力負荷１２との間には電力検出装置１３が設定されている。また、電動車両用充電器２０は、充電コントローラ２１，コンバータ２２，及び上述した充電パドル２５を備えている。充電コントローラ２１は、電力検出装置１３を介して住宅内電力負荷１２の電力負荷状況を常時センシングしている。また、充電コントローラ２１は、通信用アンテナ２６を介してバッテリ状態およびパドル接続状態に関する信号を電動車両３０側より受信するとともに、電動車両３０に対する充電電力を算出してその制御信号を電動車両３０側へ送信する。

コンバータ２２はＡＣ／ＤＣ変換インバータ２３およびＤＣ／高周波ＡＣ変換インバータ２４を備えており、ＤＣ／高周波ＡＣ変換インバータ２４には充電パドル２５が接続されている。充電パドル２５は、電動車両３０側のインレット３５との間において電磁誘導による電力伝達を行うものである。互いに接続された充電パドル２５とインレット３５とによりトランスが構成され、充電パドルにはトランスを構成する一方のコイルが設けられている。

電動車両３０には、蓄電機構としてのバッテリ３２，バッテリコントローラ３１および高周波ＡＣ／ＤＣ変換インバータ３３が設けられている。高周波ＡＣ／ＤＣ変換インバータ３３は、バッテリ３２を充電する際に高周波ＡＣをＤＣに変換するものである。バッテリ３２は、高周波ＡＣ／ＤＣ変換インバータ３３を介してインレット３５に接続されている。

インレット３５は、充電パドル２５との間において電磁誘導による電力伝送を行うものであり、トランスを構成する他方のコイルを備えている。インレット３５には、インレット３５と充電パドル２５との接続を検出するスイッチ３４が設けられている。スイッチ３４は、充電パドル２５がインレット３５に差し込まれて電力伝達可能な状態になると作動し、パドル接続信号をバッテリコントローラ３１に出力する。

バッテリコントローラ３１は、バッテリ３２の状態（具体的にはＳＯＣ：充電量，蓄電機構温度等）を監視するとともに、スイッチ３４からのパドル接続信号およびバッテリ状態を通信用アンテナ３６を介して住宅側の充電コントローラ２１に送信する。また、バッテリコントローラ３１は、通信用アンテナ３６を介して住宅側の充電コントローラ２１から電動車両用充電制御信号を受信し、高周波ＡＣ／ＤＣ変換インバータ３３の制御を行う。

《動作説明》
図２は第１の実施の形態の車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートであり、このプログラムは充電器２０のＣＰＵにおいて実行される。ステップＳ１では、アンテナ２６および３６を介してバッテリコントローラ３１から充電器２０へ送信されるパドル接続信号の有無により、充電パドル２５がインレット３５に接続されているか否かを判定する。ステップＳ１の処理は充電パドル２５の接続が検出されるまで繰り返され、接続が検出されるとステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、システム全体が正常か否かのセルフチェックを行う。ステップＳ３では、ステップＳ２のセルフチェックの結果がＯＫ（正常）か否かを判定する。ステップＳ３でＯＫと判定された場合にはステップＳ４へ進み、ＯＫでなかった場合にはステップＳ５１１へ進んで充電を緊急停止させた後、ステップＳ５１２でシステムフェイル信号を発信してシステムロックを行う。

ステップＳ３からステップＳ４へ進んだ場合には、ステップＳ４において、バッテリ状態および充電要求電力値WVdを電動車両３０のバッテリコントローラ３１から充電コントローラ２１へと読み込む。充電要求電力値WVdは、バッテリ３２のその時点における温度環境等も加味した上での受入可能電力情報や、充電器２０の充電可能電力容量に基づいて決定される。

ステップＳ５では、取得されたバッテリ状態におけるＳＯＣが１００％（満充電）未満であるか否かを判定する。ステップＳ５でＳＯＣ＜１００％と判定されるとステップＳ６へ進み、そうでない場合にはステップＳ５１へ進んでさらにＳＯＣが１００％（満充電）か否かを判定する。ステップＳ５１において１００％（満充電）と判定された場合にはステップＳ１１へ進み、正常に充電作業を終了させるシーケンスに移行する。

一方、ステップＳ５１において１００％（満充電）でないと判定された場合には、ステップＳ５１１へと進んで充電を緊急停止させた後に、ステップＳ５１２に進んでシステムフェイル信号を発信してシステムロックを行う。このようなフェイル信号が発信される状況としては、例えば、何らかの不測の事態（バッテリ３２の温度環境の急激な変化等）により、結果としてその時点でのバッテリ３２のＳＯＣが１００％を突破し、過充電状態になった場合等が考えられる。

ステップＳ５においてＳＯＣが１００％未満と判定されると、ステップＳ６以降の通常の充電シーケンスに移行する。ステップＳ６では、電力検出装置１３で検出される住宅内の電力負荷値WHを充電コントローラ２１に読み込む。ステップＳ７では、ステップＳ４においてバッテリコントローラ３１から読み込んだ充電要求電力値WVdが、住宅側の電力許容値である最大契約電力WAから住宅内電力負荷値WHを差し引いた値（WA−WH）未満であるか否かを判定する。

電動車両３０からの充電要求電力値WVdが、最大契約電力WAから住宅内電力負荷値WHを差し引いた値（WA−WH）未満であれば、電動車両３０からの要求電力にて充電が可能であると判断できる。そこで、ステップＳ７でWVd＜（WA−WH）と判定された場合には、ステップＳ８に進んで充電電力WVをWV＝WVdと設定する。

一方、ステップＳ７で充電要求電力値WVdが（WA−WH）以上であると判定された場合は、住宅内の電力負荷に加えて、電動車両３０からの要求電力に基づいた充電電力値WVdでバッテリ３２の充電を行うと、住宅１０側にて最大契約電力WAを突破しブレーカが落ちてしまうことになる。この場合、住宅１０側より電動車両３０に供給可能な充電電力の上限は（WA−WH）なので、ステップＳ７からステップＳ７１へ進んで充電電力WVをWV＝WA−WHに設定する。

ステップＳ９では、ステップＳ８またはステップＳ７１で設定された充電電力値WVにて充電器２０を制御すべくコンバータ２２を制御し、同時に電動車両３０側のバッテリコントローラ３１に充電電力値WVを指示する充電電力値信号を送信する。この充電電力値信号を受信した電動車両３０のバッテリコントローラ３１は、充電電力値をWVと認識した上で高周波ＡＣ／ＤＣインバータ３３を制御し、得られた直流電力をバッテリ３２へ供給する。このようにして、住宅１０側の充電器２０により電動車両３０に搭載されたバッテリ３２の充電が行われる。

ステップＳ１０では、何らかの形式にて“充電停止”命令が充電器２０に入力されると、ステップＳ１１へ進んで充電終了シーケンスに移行する。一方、ステップＳ１０でＮＯと判定されるとステップＳ４へ戻る。ここでの“充電停止”命令とは、「満充電には達していないが、電動車両を使用したい」とユーザが判断して行われた操作に基づく信号であり、具体的には充電停止スイッチ（不図示）の操作による信号や、充電パドル２５が手動で引き抜かれたときのスイッチ３４の検出信号などが挙げられる。

このように、第１の実施の形態では、バッテリ３２への充電電力値WVと住宅内電力負荷１２により消費される住宅内電力負荷値WHとの和が、住宅全体における最大契約電力WAを超えないように充電を制御しているので、前記和（住宅全体の消費電力）が最大契約電力WAを突破しブレーカが落ちる危険を回避することが出来る。

−第２の実施の形態−
図３は本発明の第２の実施の形態を説明する図であり、図１と同様のブロック図である。図３に示す車両充電用電力マネジメントシステムは、図１のシステムと比較した場合、電力履歴取得装置２７および予想充電電力計算装置２８を住宅１０側に設けた点が異なっており、その他の構成については図１と同様である。以下では、図１のシステムと異なる部分を中心に説明する。

図３に示すように、電力検出装置１３は、電力履歴取得装置２７および予想充電電力計算装置２８を経て電動車両用充電器２０の充電コントローラ２１に接続されている。電力履歴取得装置２７は時刻および日付管理機能を有しており、電力検出装置１３により得られる住宅１０内の電力負荷履歴情報を、１日（２４時間）単位の時系列マップの形で記録・保存する。この時系列マップは１日（２４時間）単位で作成され、それぞれの時系列マップを、季節（春，夏，秋，冬季）４種と、平日，土曜，日・祝日の３種による、１２分割のいずれかにカテゴライズする。これらのデータベースは日々更新され、所定の期間を過ぎた電力負荷マップは順次削除される。

予想充電電力計算装置２８に関しても、前記電力履歴取得装置２７と同様の時刻および日付管理機能を有している。そして、上述した電力履歴取得装置２７のデータベースから、充電当日が属するカテゴリにおける住宅内電力負荷マップのストックを取り出し、時間的に直近のマップほど重みづけを高くした加重平均を施して、充電当日の住宅内予想電力負荷マップを作成する。図４は、電力負荷マップ履歴のカテゴライズのイメージを図示したものであり、住宅内予想電力負荷マップを作成する際の重み付けに関しても併せて示した。

さらに、予想充電電力計算装置２８は、充電コントローラ２１経由で充電開始信号および電動車両３０におけるバッテリ３２のＳＯＣ情報を得ると、最大契約電力WAを上限として、充電開始から充電終了時刻までの予想充電電力プロファイルを算出する。図５は、充電開始時刻t1をトリガとして、住宅内予想電力負荷マップから予想充電電力プロファイルを作成する方法の一例を説明する図である。

図５（ａ）は住宅内予想電力負荷マップを示したものであり、縦軸は電力予想値を表し、横軸は１日の時刻を表している。住宅内予想電力負荷マップは、住宅内で消費される電力の予想値に関する時系列データであって、図５（ａ）では折れ線グラフとして表現されている。もちろん、これはあくまでも予想値であって、電力検出装置１３で検出される実際の住宅内電力負荷値WHがこの住宅内予想電力負荷値と一致するとは限らない。

最大契約電力WAは住宅全体で消費できる電力の許容値であるので、図５（ａ）に示すように、最大契約電力WAと住宅内予想電力負荷値との差分（車両充電電力予想値）が、バッテリ３２の充電に使用可能な電力値の上限となる。折れ線と最大契約電力WAのラインとの間の斜線を施した部分の面積は電力量を表しており、この電力量がバッテリ３２を現在のＳＯＣから満充電状態とするまでに必要な電力量と等しくなるように充電終了時刻t2を算出する。

図５（ｂ）は予想充電電力プロファイルを示す図であり、充電開始時刻t1から充電終了時刻t2までの各時刻における車両充電電力予想値をプロットしたものである。充電コントローラ２１は、予想充電電力計算装置２８で算出された予想充電電力プロファイルに基づいてコンバータ２２を制御するとともに、最終的に算出された充電電力制御信号を通信用アンテナ２６を介して電動車両３０側へ送信する。

図６および７は第２の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートの場合と同一処理を行うステップには同一符号を付した。ステップＳ１およびＳ２では図２の場合と同様の処理を行い、そしてステップＳ３においてセルフチェックの結果がＯＫ（正常）か否かを判定する。ステップＳ３でＮＯ（ＯＫでない）と判定された場合には、第１の実施の形態の場合と同様に、ステップＳ５１１へ進んで充電を緊急停止させた後、ステップＳ５１２でシステムフェイル信号を発信してシステムロックを行う。

一方、ステップＳ３でＹＥＳと判定された場合、すなわちセルフチェックの結果がＯＫであった場合にはステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、電動車両３０側のバッテリコントローラ３１より住宅１０側に送信された充電開始信号が、充電コントローラ２１を介して予想充電電力計算装置２８へと送られる。その後、ステップＳ２１へ進んで、電動車両３０のバッテリコントローラ３１よりバッテリ状態を充電コントローラ２１へと読み込んだ後、ステップＳ５において、バッテリ３２のＳＯＣが１００％（満充電）未満であるか否かを判定する。

ステップＳ５でＳＯＣ＜１００％と判定されるとステップＳ２２へ進み、そうでない場合にはステップＳ５１へ進んでさらにＳＯＣが１００％（満充電）か否かを判定する。ステップＳ５１において１００％（満充電）と判定された場合にはステップＳ５２へ進み、正常に充電作業を終了させるシーケンスに移行する。一方、ステップＳ５１において１００％（満充電）でないと判定された場合には、ステップＳ５１１へと進んで充電を緊急停止させた後に、ステップＳ５１２に進んでシステムフェイル信号を発信してシステムロックを行う。

ステップＳ５にてＳＯＣが１００％未満と判定された場合は、ステップＳ２２へ進んで通常の充電シーケンスに移行する。ステップＳ２２では、電力履歴取得装置２７にて取得された充電当日が該当するカテゴリの住宅内電力負荷マップのストックに基づいて、住宅内予想電力負荷マップ（図４、図５（ａ）参照）の作成を予想充電電力計算装置２８により行う。さらに、ステップＳ２３では、作成された住宅内予想電力負荷マップと、電動車両３０側から取得したバッテリ３２のＳＯＣおよび住宅１０における最大契約電力WAとに基づいて、充電開始時刻から充電終了時刻までの予想充電電力プロファイル（図５（ｂ）参照）の作成を予想充電電力計算装置２８にて行う。この予想充電電力プロファイルは、充電コントローラ２１へと送信される。

ステップＳ２４では、充電コントローラ２１は、算出した予想充電電力プロファイルからその時点の車両充電電力予想値WVpを読み込むとともに、バッテリコントローラ３１からの車両側充電要求電力値WVdおよび電力検出装置１３からの住宅側電力負荷値WHをそれぞれ読み込む。なお、充電要求電力値WVdは、上述した第１の実施の形態と同様に、バッテリ３２のその時点における温度環境等も加味した上での受入可能電力情報や、充電器２０の充電可能電力容量に基づいて決定される。

図７のステップＳ７では、電動車両３０側からの充電要求電力値WVdが、最大契約電力WAから現時点の住宅内電力負荷値WHを差し引いた値（WA−WH）未満であるか否かを判定する。ステップＳ７においてWVd＜（WA−WH）と判定されると、ステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５では、充電要求電力値WVdが、予想充電電力量計算装置２８で算出された車両充電電力予想値WVpより小さいか否かを判定する。ステップＳ２５において、ＹＥＳ（WVd＜WVp）と判定されるとステップＳ８へ進み車両充電電力WVをWVdに設定し、逆に、ＮＯ（WVd≧WVp）と判定されるとステップＳ２７へ進んで車両充電電力WVをWVpに設定する。

一方、ステップＳ７においてWVd≧（WA−WH）と判定された場合、ステップＳ２６へ進む。この場合には、その時点における住宅内電力負荷値WHに加えて車両側充電要求電力値WVdにてバッテリ３２の充電を行うと、住宅１０側にて最大契約電力WAを突破しブレーカが落ちてしまうことになる。

そこで、ステップＳ２６では、過去の住宅内電力負荷履歴に基づく車両充電電力予想値WVpが、現時点における住宅側供給可能電力（WA−WH）未満であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２６において、WVp＜（WA−WH）と判定されるとステップＳ２７へ進んで車両充電電力WVをWVpに設定し、一方、WVp≧（WA−WH）と判定されるとステップＳ２８へ進んで車両充電電力WVをWA−WHに設定する。

このように、最終的な車両充電電力WVは、充電要求電力値WVdと過去の住宅内電力負荷履歴に基づく車両充電電力予想値WVpまたは現時点における住宅側供給可能電力値（WA−WH）との関係に応じて、充電要求電力値WVd（ステップＳ８）、車両充電電力予想値WVp（ステップ２７）および住宅側供給可能電力値WA−WH（ステップＳ２８）のいずれかに設定される。

ここで、ステップＳ８，Ｓ２７，Ｓ２８の各々における状況について説明する。まず、ステップＳ２５でＹＥＳと判定されてステップＳ８に進んだ場合は、電動車両３０のバッテリ３２から要求される充電要求電力値WVdが、過去の住宅内電力負荷履歴に基づく車両充電電力予想値WVpや、現時点における住宅側供給可能電力値（WA−WH）よりも下回っている状態である。そのような場合には、車両充電電力WVを最も低い値である充電要求電力値WVdに設定する。

例えば、バッテリ３２のＳＯＣが１００％（満充電）に近く、（ａ）充電電力があまり要求されない状態や、（ｂ）深夜等で住宅１０側の電力負荷が少ないために住宅１０側電力容量に余裕が発生し、充電電力が充電器２０の充電可能電力容量により左右されている状態や、（ｃ）冬季等の比較的低温環境下でバッテリ３２のパフォーマンスが落ちてしまい、充電受入可能電力が低下している状態では、ステップＳ８のようにWV＝WVdに設定される。

一方、ステップＳ２６からステップＳ２７へ進む場合はWVp＜（WA−WH）≦WVdとなっており、過去の住宅内電力負荷履歴に基づく車両充電電力予想値WVpは、電動車両３０側のバッテリ３２より要求される充電要求電力値WVd、および、現時点における住宅側供給可能電力値（WA−WH）のいずれよりも下回っている状態である。すなわち、充電要求電力値WVdは予想した値WVpほど大きくなく、実際の住宅内消費電力WHも予想した住宅内電力負荷よりも小さい場合である。また、ステップＳ２５からステップＳ２７へ進んだ場合には、WVp≦WVd＜（WA−WH）となっている。このような場合には、ステップＳ２７において車両充電電力WVを車両充電電力予想値WVpに設定する。

このような状態としては、例えば、住宅１０内における電力負荷値WHが比較的高くて、電動車両３０側のバッテリ３２より要求される充電要求電力値WVdに対応すると住宅１０内のブレーカが落ちてしまう状態がこれに相当する。また、過去の住宅内電力負荷履歴に基づくと比較的高い電力負荷が住宅１０側で発生し得る可能性があって、バッテリ３２より要求される充電要求電力値WVdに対応すると住宅１０内のブレーカが落ちてしまうような場合も、一例として考えられる。

さらに、ステップＳ２６からステップＳ２８へ進む場合というのは、バッテリ３２より要求される充電要求電力値WVdおよび過去の住宅内電力負荷履歴に基づく車両充電電力予想値WVpのいずれもが、現時点における住宅側供給可能電力値（WA−WH）以上となっている状態である。例えば、住宅１０内における電力負荷が過去に例を見ない類まれな高さであって、バッテリ３２より要求される充電電力に対応すると、住宅１０内のブレーカが落ちてしまうどころか、住宅１０における過去の電力負荷履歴による充電電力予測も通用しないような場合である。このような場合、最大契約電力WAを越えないようにかなり低い電力で受動的に車両充電電力マネジメントをせざるを得ない。

このようにして電動車両３０の充電電力WVが設定されたならばステップＳ９に進む。ステップＳ９では、設定された充電電力値WVにより充電器２０のコンバータ２２を制御するとともに、電動車両３０側のバッテリコントローラ２１に充電電力値信号WVを送信する。電動車両３０側では、充電電力値WVに基づいて高周波ＡＣ／ＤＣインバータ３３を制御することで、バッテリ３２を充電する。

続くステップＳ１０およびＳ１１の処理は、第１の実施の形態（図２）と同様である。すなわち、充電停止命令が入力されるとステップＳ１１へ進んで充電終了シーケンスに移行し、充電停止命令の入力がない場合にはステップＳ２１へ戻る。

上述したように、第２の実施の形態では、住宅内の消費電力履歴情報に基づいて住宅内予想電力負荷マップを作成し、その住宅内予想電力負荷マップに基づいて車両充電電力予想値WVpを算出する。そして、その車両充電電力予想値WVpと、電動車両３０側からの充電要求電力値WVdと、その時点での住宅供給可能電力（WA−WH）とを比較し、最も低い値となる電力値で充電を行うようにした。そのため、第１の実施の形態のように、検出される住宅内電力負荷値に対して受動的に対応して電動車両充電電力を制御するのに比べ、第２の実施の形態では、消費電力履歴情報に基づく住宅内予想電力負荷マップを利用して能動的に充電電力を制御しているので、ブレーカが落ちる危険性をより確実に回避することができる。

［変形例１］
図８は第２の実施の形態の第１の変形例を示す図である。上述した第２の実施の形態では、住宅１０側から電動車両３０へ充電電力を伝える際に、充電パドル２５およびインレット３５を用いた電磁誘導により電力伝送を行った。一方、図８に示す変形例１では、充電プラグ２５ｂとインレット３５ｂを用いた交流電力による電力伝送を行うようにした。この場合、充電器２０のコンバータ２２は、ＡＣ／ＡＣ変換インバータ２３ｂにより構成される。住宅内電力負荷検出装置１３ｂは非接触形式の検出装置であって、例えば、電源線の必要部位にクランプメータを設置して検出を行う。

一方、電動車両３０側のインバータ３３ｂはＡＣ／ＤＣ変換インバータにより構成され、充電器２０側からの交流電力を直流に変換してバッテリ３２を充電する。この変形例では、電力伝送形態が交流なので、充電プラグ２５ｂとインレット３５ｂはトランスを構成する必要がない。そのため、従来から用いられている２極あるいは３極構成のコンセント形式による接続形態を、利用することができる。同様に、充電コントローラ２１とバッテリコントローラ３１間における情報伝達も、住宅１０側のコネクタ２６ｂと電動車両３０側のコネクタ３６ｂとを用いた接続により、有線にて行うことも可能である。その他の構成やシステム制御のフローチャートに関しては、上述した第２の実施の形態と同様である。

［変形例２］
図１９は、第２の実施の形態の第２の変形例を示す図である。上述した図５に示した充電終了時刻t2は、住宅内予想電力負荷値と車両充電電力予想値との和が最大契約電力WAと等しいとして算出された充電終了時刻である。そのため、図１９に示すように、住宅内予想電力負荷値と車両充電電力予想値との和を最大契約電力WAよりも小さな値WCとすれば、住宅内電力負荷値の増加変動に対してΔW＝WA−WCだけの余裕を持たせることができる。この場合、和をWAからWCに下げた分だけ、充電終了時刻はt2からt3のように遅くなる。

このように余裕代ΔWを持たせた場合、実際の充電電力WVには図１９のマップに基づいて得られる車両充電電力予想値WVpが設定され、住宅内予想電力負荷値を上回る住宅内電力負荷値WHの発生に対して余裕代ΔWで対応することができる。この場合、住宅内予想電力負荷値と充電電力WVとの和が一定の値WCとなるように充電電力WVが制御されるので、充電期間中の住宅全体の電力負荷は一定値WCに平準化される。もちろん、住宅内電力負荷値WHが一定値WCよりも大きくなるような場合には、そのときの充電電力WV＝０としても、住宅全体の電力負荷は一時的にWCをオーバーすることになる。

なお、上述した例では、最大契約電力WAに対して予めWCを設定しておき、それに基づいて充電終了時刻t2を算出したが、何らかの方法で充電終了時刻に関する情報が取得された場合には、その情報に基づいて充電終了時刻を設定し、設定された充電終了時刻からWCの値を求めるようにしても良い。充電終了時刻に関する情報としては、例えば、一日のうちにおける電動車両３０の使用開始時刻がある。充電コントローラ２１は、通信用アンテナ２６を介して電動車両３０側から車両使用履歴情報を受信し、その車両使用履歴情報から一日のうちの車両使用開始時刻を推定して、その推定時刻よりも所定時間前を充電終了時刻として設定する。

また、充電コントローラ２１の動作履歴(充電開始時刻、充電終了時刻)に基づいて、今回の充電における充電終了時刻を設定するようにしても良い。さらにまた、ユーザにより充電終了時刻を入力設定ができるような構成である場合、入力設定された充電終了時刻からWCを設定するようにしても良い。いずれの場合にも、設定充電終了時刻が図１９の充電終了時刻t2よりも遅い場合にのみ、値WCの設定が有効となる。

［変形例３］
図２０は、第２の実施の形態の第３の変形例を示す図である。第３の変形例では、住宅１０において特殊料金契約（深夜電力契約等）が結ばれていて、特殊料金が適用される時間帯においては通常よりも料金が安い場合が前提となっている。充電時間帯にこの特殊料金時間帯が含まれている場合には、充電電力を積極的に増加させ、トータルの電気コストを低減させるようにする。

図２０に示す例では、時刻t4と時刻t5との間の時間帯が特殊料金時間帯であり、この時間帯においては、充電電力WVと住宅内電力予想値との合計が最大契約電力WAとなるように充電電力WVを制御する。一方、特殊料金時間帯を外れた充電時間帯においては、一定の合計電力WCで充電制御した場合（図１９）と充電量が同じになるように、合計電力をWD（＜WC）に設定する。このように、電力料金の安い特殊料金時間帯において充電電力を重点的に増加させることで、変形例２の場合よりもさらにコスト低減を図ることができる。

−第３の実施の形態−
図９は本発明の第３の実施の形態を説明する図であり、図３と同様のブロック図である。図９に示す車両充電用電力マネジメントシステムは、上述した第２の実施の形態のシステムを発展させて機能拡張したものであって、住宅１０側にインターフェイス２９をさらに設けた点が異なる。その他の構成については図３と同様であり、以下では、図３のシステムと異なる点を中心に説明する。

充電コントローラ２１に接続されたインターフェイス２９は、時々刻々におけるバッテリ３２のＳＯＣや充電電力、満充電予想時刻、ＳＯＣが予め設定されたＳＯＣ設定値Ｐに到達する予想時刻、および、住宅１０側における電力負荷（住宅内消費電力）などを表示する表示部を有している。これらの情報をインターフェイス２９に表示することで、電動車両３０や住宅１０における現在の電力マネジメント状態をユーザに知らせることができる。さらに、インターフェイス２９は、電動車両３０の充電時に、ユーザが住宅１０側から所望の「充電終了時刻」入力できる入力部を有しており、ユーザのニーズに対してよりきめ細やかな対応をすることができる。

図１０〜１２は第３の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。なお、第２の実施の形態のフローチャート（図６，７）と同様の処理を行うステップには、同一の符号を付した。図１０のフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ５までの処理、および、ステップＳ５でＮＯと判定されてステップＳ５１へ進んだ場合の処理は、上述した図６の場合と全く同じなので説明を省略する。

ステップＳ５でＹＥＳ（ＳＯＣ＜１００％）と判定されると、ステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、住宅１０側の電力検出装置１３から、現時点における住宅内電力負荷値WHを読み込む。ステップＳ３１では、ユーザによる「充電終了時刻」の入力があったか否かを判定する。そして、「充電終了時刻」の入力があったと判定されるとステップＳ２２へ進み、入力がなかったと判定されると図１１のステップＳ３３３へ進む。

ステップＳ２２では、上述した第２の実施の形態の場合と同様に、充電当日が該当するカテゴリの住宅内電力負荷マップのストックに基づいて、住宅内予想電力負荷マップ（図４、図５（ａ）参照）の作成を予想充電電力計算装置２８にて行う。続くステップＳ３２では、現在時刻（充電開始時刻に対応する），充電終了時刻，バッテリ３２のＳＯＣおよびステップＳ２２で算出した住宅内予想電力負荷マップに基づいて、車両充電電力予想初期値WVp0を算出する。

ここでは、現在時刻から入力された充電終了時刻までの充電時間帯において、住宅内予想電力負荷マップから得られる住宅内電力負荷予想値と電動車両３０側の電力負荷との合計が図１３（ａ）に示すように一定の値WBとなるように、各時刻の車両充電電力予想初期値WVp0を算出する。図１３（ｂ）は、充電開始時刻から充電終了時刻までの車両充電電力予想初期値WVp0の時系列を示す予想充電電力初期値のプロファイルを図示したものである。

ところで、図１３（ａ）の斜線を施した部分はバッテリ３２満充電するのに必要な電力量を表しており、充電開始時点のＳＯＣによって決まる。そのため、入力された充電終了時刻によって一定値WBの大きさは異なり、充電時間帯が極端に短く設定された場合には値WBが最大契約電力WAよりも大きくなってしまうおそれがある。そのような場合、算出された車両充電電力予想初期値WVp0が大きくなりすぎて、必ずしも車両充電電力予想初期値WVp0で充電できるとは限らない。

そこで、ステップＳ３３では、算出された車両充電電力予想初期値WVp0がその時点における住宅側供給可能電力（WA−WH）未満か否かの判定を行う。ステップＳ３３において車両充電電力予想初期値WVp0が住宅側供給可能電力（WA−WH）を上回ると判定されると、ステップＳ３３１に進んで、ユーザに「充電終了時刻」の見直しを要請する表示をインターフェイス２９を用いて行う。

ステップＳ３３２では、インターフェイス２９の入力部を介して、ユーザによる「充電終了時刻」の再入力があったか否かを判定する。ステップＳ３３２で再入力があったと判定されると、ステップＳ３２に戻って、再入力された「充電終了時刻」に基づいて車両充電電力予想初期値WVp0を再度算出する。一方、再入力がなかった場合には、ステップＳ３３３に進んで、充電時間帯における電力負荷の合計が最大契約電力WAとなるように車両充電電力予想初期値WVp0を算出する。その後、ステップＳ３４へ進む。

上述したようにステップＳ３３２からステップＳ３３３に進む状況としては、（ａ）システムをシンプルに実現させる為に、システム自体に入力機構を持たせない場合や、（ｂ）入力機構を持たせていてもユーザに対する利便性を持たせるために、特に要望の無い場合は、充電終了時刻が入力されなくとも充電が実施されるようにする場合等が挙げられる。

ステップＳ３４では、予想充電電力計算装置２８において、バッテリ３２への予想充電電力プロファイル（充電時間帯における車両充電電力予想値WVpの時系列）を作成する。図１４は予想充電電力プロファイルを作成する際に用いられるテーブルを示したものである。車両充電電力予想初期値WVp0と図１４のテーブルとに基づいて、車両充電電力予想値WVpを決定する。図１４に示した例では、『電力供給時間帯』，『住宅内予想電力負荷（状態）』，バッテリ３２の『ＳＯＣ』の３項目を考慮することで、８つケースに分類している。

図１４を参照して、ステップＳ３４の処理を詳細に説明する。『電力供給時間帯』は、基本的に「深夜電力時間帯」と「深夜電力時間帯以外（昼間）」との２つに分けられる。住宅１０が深夜電力契約を行っていれば、電動車両３０におけるバッテリ３２の充電電力を深夜電力供給時間帯にて積極的に増力するように設定することで、トータルでの電気コストの削減を図ることができる。

『住宅内予想電力負荷（状態）』に関しては、図１３に示したように、予想充電電力計算装置２８において算出された住宅内予想電力負荷マップにおいて、深夜および深夜以外の各時間帯を、さらに「最低値WHmin」と予想される時間帯と「WHminを上回る」と予想される時間帯とに分ける。住宅内予想電力負荷が「WHmin」の状態というのは、例えば、住民全員が就寝についている時間帯など、住宅内の電力機器がその待機電力のみを消費している状態であり、住宅内予想電力負荷として想定外に大電力が消費されるケースは稀であると判断することができる。

従って、この項目設定により住宅内予想電力負荷が最低値WHminの状態であれば、それ以外の状態と比べて充電電力を増加させることで、バッテリ３２の充電を効率的に行うことが可能である。なお、家庭内機器のいずれかを使用した場合、住宅内電力負荷は最低値WHminを上回ることになる。

『ＳＯＣ』の項目に関しては、基本的に、バッテリ３２のＳＯＣが「設定値Ｐ未満」か「設定値Ｐ以上」かによって２つに分類する。ここで、設定値Ｐ（％）とは、電動車両３０の通常使用時における１充電当りに必要とされる距離（通勤，買い物等）に対して、その距離を走行するのに必要な電力量に相当するＳＯＣのことである。そして、電動車両３０におけるバッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐに至るまでは、積極的に充電電力を増加させることにより、電動車両３０を急遽使用する必要が生じた場合でも、それに必要な走行距離が確保されているようにすることができる。

一方、電動車両３０の通常使用においては、ＳＯＣ設定値Ｐを越えた電力量はあまり必要でないと考えられるので、ＳＯＣがＰ％〜１００％（満充電）の領域ではあまり積極的に充電を行わず、深夜（特別料金）時間帯や住宅内予想電力負荷が「WHmin」となる時間帯を中心に充電する制御を行う。そのような制御を行うことで、トータル電気コストの低減や住宅内における予想外の電力要求にも柔軟に対応し易くなり、効率的な電力マネジメントが行える。

図１４における各ケースについて説明する。ケース１は、電力供給時間帯が深夜（特別料金時間帯）で、住宅内予想電力負荷が最小値のWHminで、バッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐ％未満の場合である。この場合には、車両充電電力予想値WVpを（WA−WH）に設定する。

例えば、住民全員が深夜にて睡眠中であり、従って住宅内電力負荷も最小で、電動車両３０はまだＳＯＣ設定値Ｐまで電気エネルギを蓄えられていない場合が該当する。このような場合には、住宅内における突発的な電力要求の可能性も低く、加えて電力は安価に供給されていることから、最大契約電力WAまで使用してバッテリ３２を急速充電モードにて積極的に充電する。

ケース２は、電力供給時間帯が深夜（特別料金時間帯）であってもバッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐを確保済の場合である。また、ケース３は、深夜（特別料金時間帯）であっても住宅内予想電力負荷がWHminを越えていて、かつ、バッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐ未満の場合である。これらの場合には、車両充電電力予想値WVpとしてステップＳ３２で算出された車両充電電力予想値初期値WVp0を用いる。

ケース４は、電力供給時間帯が深夜（特別力金時間帯）であっても住宅内予想電力負荷がWHminを上回っており、かつ、バッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐを上回っている場合である。この場合には、車両予想充電電力予想値WVpを、初期値WVp0および値（WA−WH−s）の高い方に設定する。

ここで、値ｓは予め設定した定数であり、住宅内予想電力負荷マップにて予想外の比較的大電力の持出を想定し、それに対応できるように設定される。通常の住宅における電力容量（契約電力換算で40〜60[A]レベル）に対しては、1〜2[kW]（交流100[V]単相ベースにて10〜20[A]）程度を目安とする。すなわち、ケース４の場合、深夜であるがバッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐ以上なので、住宅内の予想外の電力要求に柔軟に対応できるような値に車両充電電力予想値WVpを設定する。

ケース５，６および７のいずれかの場合、すなわち、電力供給時間帯が深夜以外（昼間）であって住宅内予想電力負荷がWHminの場合や、住宅内予想電力負荷がWHminを越えていてもバッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐに達していない場合には、車両充電電力予想値WVpは初期値WVp0とする。

ケース８は、電力供給時間帯が深夜以外（昼間）で、住宅内予想電力負荷が最小値WHminよりも大きく、バッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐを上回っている場合である。この場合、車両充電電力予想値WVpを、初期値WVp0および値（WA−WH−s）の小さい方に設定する。値ｓはケース４の場合と同様である。ケース８では、住宅内における電力負荷がかなり高く、かつ、バッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐを上回っているので、電力供給は住宅内を優先とし、バッテリ３２への充電は比較的低く設定するようにしている。

ステップＳ３４では、予想充電電力計算装置２８は、このような図１４に基づいた予想充電電力プロファイル（充電終了時刻までの車両充電電力予想値WVpの時系列）を作成し、充電コントローラ２１へ送信する。ステップＳ３５では、現在のＳＯＣや、予想充電電力プロファイルに基づいたＳＯＣ設定値Ｐまでの到達予想時刻および満充電終了予想時刻などを、インターフェイス２９の表示部に表示する。

ステップＳ３６では、予想充電電力プロファイルからの車両充電電力予想値WVp、およびバッテリコントローラ３１からの車両側充電要求電力値WVdを、それぞれ充電コントローラ２１に読み込む。車両側充電要求電力値WVdは、上述した第１および２の実施の形態と同様に、その時点におけるバッテリ３２の温度環境等も加味した上での受入可能電力情報や、充電器２０の充電可能電力容量に基づいて決定される。ステップＳ３６に続くステップＳ７からステップＳ９までの処理は、上述した第２の実施の形態（図７参照）と同様であり、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３７では、ステップＳ９にて最終的に決定した充電電力値WVおよびステップＳ３０で読み込んだ現時点における住宅内電力負荷値WHを、インターフェイス２９の表示部に表示する。

ステップＳ３８では、設定された充電電力値WVと、ステップＳ３２またはステップＳ３３３で算出された車両充電電力予想初期値WVp0、および、ステップＳ３６で読み込まれた車両側充電要求電力値WVdとを比較し、充電電力値WVが条件「WV＜WVd」および「WV＜WVp0」を満たしているか否かを判定する。両方の条件を満たす（ＹＥＳ）場合には、充電終了時刻までにバッテリ３２が満充電（ＳＯＣ＝１００％）にならない可能性が出てくる。よって、ステップＳ３８でＹＥＳと判定されるとステップＳ３８１へ進み、住宅１０内のインターフェイス２９を利用してユーザに住宅内電力負荷の低減を要請する。例えば、インターフェイス２９の表示部に要請の表示を行う。続くステップＳ１０，Ｓ１１の処理は、上述した第２の実施の形態（図７参照）と同様であり、ここでは説明を省略する。

［変形例］
図２１は、第３の実施の形態の変形例を示す図である。上述した第３の実施の形態では、図１４に示すように「供給時間帯」、「住宅内予想電力負荷」および「バッテリ３２のＳＯＣ」に応じてケース１〜ケース８まで分類した。しかし、図２１に示す変形例では、「バッテリ３２のＳＯＣ」のみを考慮し、ＳＯＣが「設定値Ｐ未満」か「設定値Ｐ以上」かによって充電制御方法を変えるようにした。すなわち、図２１（ａ）に示すようにＳＯＣが設定値Ｐ未満の場合には、住宅内予想電力付加値と車両充電電力予想値との合計が電力W1となるように設定する。一方、ＳＯＣがＰ％〜１００％（満充電）の領域では、合計が電力W2（＜W1）となるように設定する。そして、図２１（ａ）に基づいて、図２１（ｂ）に示すような予想充電電力プロファイルを設定する。

すなわち、バッテリ３２のＳＯＣが、１充電当りに必要とされる距離（通勤，買い物等）の走行に必要な電力量に相当する値Ｐになるまでは、充電電力を積極的にW1に増加させて充電を行い、より短時間でＳＯＣが設定値Ｐに到達するようにする。電力値W1としては、最大契約電力WAであっても良いし、最大契約電力WAに対して若干余裕を持たせた値としても良い。

なお、上述した第３の実施の形態では、図１１のステップＳ７，Ｓ２７，Ｓ２９に示したように、充電電力値WVは必ずしも（WA−WH）ではなく、住宅内負荷の増加に対応すべくWVdやWVpに設定される場合もあった。しかし、この変形例においては、住宅内電力負荷値WHが予想外に大きくなった場合でも、車両充電電力予想値と住宅内予想電力負荷値との和が一定値W1となるように充電電力WVが制御される。そして、バッテリ３２のＳＯＣが設定値Ｐとなった後には、充電電力を余裕代を持たせた値W2に下げる。例えば、W2としては、充電終了時刻まで合計の電力が一定となるような電力とする。

このような制御を行うことにより、電動車両３０を急遽使用する必要が生じた場合でも、それに必要な走行距離が確保されているようにする。なお、設定値Ｐに代えて、１トリップ当りの電力消費量をユーザが日常生活圏における（所定地への往復走行等に）必要な電力量（ここでは、確保電力量と呼ぶ）を用いても良い。この確保電力量は電動車両３０の走行履歴に基づいて算出される。

このように、上述した第３の実施の形態では、図１４に示すように、バッテリ３２のＳＯＣ、充電時間帯、住宅内予想電力負荷値に基づいてケース１〜ケース８までの複数の場合に分けることで、よりきめ細かく充電制御を行うことができ、住宅内負荷状況に応じて余裕を持たせた電力管理を行うことができる。

また、充電コントローラ２１にて集約・処理された各情報を通知するインターフェイス２９を住宅内に設けて、「予想満充電時刻」、「バッテリ３２の充電減力制御の有無」、「住宅及び車両充電の電力負荷」、「バッテリ３２のる蓄電量（ＳＯＣ）」などの電力負荷に関する情報を、インターフェイス２９の表示部に表示するようにした。そのため、ユーザは、リアルタイムに充電状況を把握することができるので、必要な充電電力量が得られた時点で電動車両３０への充電を停止させる等、より自由度を持たせた電力マネジメントを実現することができる。さらに、住宅内予想電力負荷に基づいて、充電終了時刻までにバッテリ３２が満充電にならない可能性が示唆された場合には、住宅１０内のインターフェイス２９を利用してユーザに住宅内電力負荷の低減を要請するようにしたので、より効果的な充電を行うことができる。なお、住宅内の消費電力が予想値に比べて極端に多く、充電終了時刻までにバッテリ３２のＳＯＣが所定値Ｐに達しないおそれがある場合にも、住宅内電力負荷の低減を要請する表示をインターフェイス２９の表示部に表示するようにしても良い。

−第４の実施の形態−
図１５は、本発明の第４の実施の形態を説明するブロック図である。図１５のブロック図の構成は、上述した図９のブロック図の電動車両３０側に走行履歴取得装置３７および確保電力量計算装置３８をさらに追加した構成となっている。その他の構成については図９と同様であり、以下では、図９のシステムと異なる点を中心に説明する。

走行履歴装取得置３７は確保電力量計算装置３８に接続され、さらに確保電力量計算装置３８はバッテリコントローラ３１に接続されている。確保電力量計算装置３８は、バッテリコントローラ３１からバッテリ３２の状態パラメータ（ＳＯＣ，バッテリ温度等）とパドル接続信号とを受信し、それらの情報を走行履歴取得装置３７に送信する。走行履歴取得装置３７は、（ａ）充電パドル２５が切断されてから次に接続されるまでの１トリップ当りの走行距離および日時と、（ｂ）確保電力量計算装置３８から送信された状態パラメータとを、電動車両３０の走行履歴として記録する。

さらに、確保電力量計算装置３８は、走行履歴取得装置３７から上記走行履歴を受信し、１トリップ当りの電力消費量をユーザが日常生活圏における（所定地への往復走行等に）必要な電力量として学習し、それを確保電力量として記録する。また、確保電力量に相当するバッテリ３２のＳＯＣ値を『SOCF』として算出し、住宅１０側の充電コントローラ２１へSOCF値を送信する。

《動作説明》
図１６，１７および図１２は第４の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。なお、図１２は図１７に続く処理を示すフローチャートであるが、この部分の処理に関しては第３の実施の形態と同様なので、図１２を兼用して説明する。図１６，１７のフローチャートに関しても、上述した図１０，１１に示すフローチャートと同様の処理のステップには同一の符号を付した。

図１６のフローチャートのステップＳ１からステップＳ２０までの処理は図１０のフローチャートと同様であり、ここでは説明を省略する。ステップＳ２０おける予想充電電力量計算装置２８に対する充電開始信号の送信処理が終了したならば、ステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０では、確保電力量計算装置３８における上記「確保電力量」および「SOCF」の算出、さらに、充電コントローラ２１への「SOCF」の送信が行われる。ステップＳ４０に続く、ステップＳ２１から図１７のステップＳ３３３までの処理は、第３の実施の形態と同様なのでここでは説明を省略するが、これらの処理により車両充電電力予想初期値WVp0が算出される。

次いで、図１７のステップＳ４１では、予想充電電力計算装置２８において、バッテリ３２への予想充電電力プロファイル（充電時間帯におけるWVpの時系列）を作成する。図１８は、第４の実施の形態における予想充電電力プロファイルを作成する際のテーブルを示したものであり、第３の実施の形態の図１４に示したテーブルと同様のものである。ステップＳ４１では、車両充電電力予想初期値WVp0と図１８のテーブルとに基づいて、車両充電電力予想値WVpを決定する。

図１８に示すように、『電力供給時間帯』，『住宅内予想電力負荷（状態）』，『バッテリ３２のＳＯＣ』の３項目を考慮して８つケースに分類することで、車両充電電力予想値WVpを決定する。『電力供給時間帯』の項目については、上述した第３の実施の形態（図１４）と同様であり、「深夜電力時間帯」と「深夜電力時間帯以外（昼間）」との２つに分けられる。

『住宅内予想電力負荷（状態）』に関しても第３の実施の形態と同様であり、深夜および深夜以外の各時間帯を、さらに「最低値WHmin」と予想される時間帯と「WHminを上回る」と予想される時間帯とに分ける。よって、この項目設定により住宅内予想電力負荷がWHminの状態であれば、それ以外の状態と比べて充電電力を増加させることで、バッテリ３２の充電を効率的に行うことが可能である。

バッテリ３２の『ＳＯＣ』に関しては、ステップＳ２１で電動車両３０側から読み込んだＳＯＣと確保電力量相当のSOCFとを比較し、読み込んだＳＯＣが「SOCF未満」か「SOCF以上」かによって２つに分類する。そして、バッテリ３２のＳＯＣが確保電力量相当のSOCFに至るまでは、積極的に充電電力を増力させることで、咄嗟に電動車両３０を急遽使用する必要が生じた場合でも、「通常における１トリップ分の走行距離」が確保されているようにすることができる。

一方、電動車両３０の通常使用においては、SOCFを越えた電力量はあまり必要でないと考えられるので、ＳＯＣがSOCF％〜１００％（満充電）の領域ではあまり積極的に充電を行わず、深夜（特別料金）時間帯や住宅内予想電力負荷が「WHmin」である時間帯を中心に充電する制御を行う。そのような制御を行うことで、トータル電気コストの低減や住宅内における予想外の電力要求にも柔軟に対応し易くなり、効率的な電力マネジメントが行える。

図１８の各ケースについて説明する。ケース１は、電力供給時間帯が深夜（特別料金時間帯）で、住宅内予想電力負荷が最小値のWHminで、かつバッテリ３２のＳＯＣがSOCF未満の場合である。この場合には、車両充電電力予想値WVpを（WA−WH）に設定する。

ケース１は、例えば、住民全員が深夜にて睡眠中であり、従って住宅内電力負荷も最小で、電動車両３０はまだ確保電力量（SOCFに相当する電力量）まで電気エネルギを蓄えられていない場合が該当する。このような場合には、住宅内における突発的な電力要求の可能性も低く、加えて電力は安価に供給されていることから、最大契約電力WAまで使用してバッテリ３２を急速充電モードにて積極的に充電する。

ケース２は、電力供給時間帯が深夜（特別料金時間帯）であってもバッテリ３２のＳＯＣが「確保電力量」相当のSOCFを確保済みの場合である。また、ケース３は、深夜（特別料金時間帯）であっても住宅内予想電力負荷がWHminを越えていて、かつ、バッテリ３２のＳＯＣがSOCF未満の場合である。これらの場合には、車両充電電力予想値WVpとして車両充電電力予想値初期値WVp0を設定する。

ケース４は、電力供給時間帯が深夜（特別力金時間帯）であっても住宅内予想電力負荷がWHminを上回っており、かつ、バッテリ３２のＳＯＣがSOCFを上回っている場合である。この場合には、車両予想充電電力予想値WVpを、初期値WVp0および値（WA−WH−s）の高い方に設定する。

ここで、値ｓは予め設定した定数であり、第３の実施の形態の場合と同様に設定する。すなわち、住宅内予想電力負荷マップにて予想外の比較的大電力の持出を想定し、通常の住宅における電力容量（契約電力換算で40〜60[A]レベル）に対しては、1〜2[kW]（交流100[V]単相ベースにて10〜20[A]）程度を目安とする。

ケース４の場合は、電力は安価に供給されている深夜であるが、バッテリ３２は確保電力量まで電力エネルギを蓄えられていて、住宅内における電力負荷が比較的ある状態である。従って、住宅内の予想外の電力要求に柔軟に対応できるような値に車両充電電力予想値WVpを設定する。

ケース５，６および７のいずれかの場合、すなわち、電力供給時間帯が深夜以外（昼間）であって住宅内予想電力負荷がWHminの場合や、住宅内予想電力負荷がWHminを越えていてもバッテリ３２のＳＯＣが「確保電力量」相当のSOCFに達していない場合には、車両充電電力予想値WVpは初期値WVp0とする。

ケース８は、電力供給時間帯が深夜以外（昼間）で、住宅内予想電力負荷がWHminで、バッテリ３２のＳＯＣがSOCFを上回っている場合である。この場合、車両充電電力予想値WVpを、初期値WVp0および値（WA−WH−s）の小さい方に設定する。値ｓはケース４の場合と同様である。ケース８では、住宅内における電力負荷がかなり高く、かつ、バッテリ３２にSOCFまでの電力エネルギが既に蓄えられている状態と考えられる。従って、電力供給は住宅内を最優先とし、バッテリ３２への充電は比較的低く設定する。

ステップＳ４１では、予想充電電力量計算装置２８において、このような図１８に基づいた予想充電電力プロファイル（充電終了時刻までのWVpの時系列）を作成し、充電コントローラ２１へ送信する。ステップＳ４２では、現在のＳＯＣや、上記予想充電電力プロファイルに基づいたSOCFまでの到達予想時刻および満充電終了予想時刻などを、インターフェイス２９の表示部に表示する。ステップＳ４２に続くステップＳ３６以降の処理は、上述した第３の実施の形態の場合と同様なので、ここでは説明を省略する。

このように、第４の実施の形態は、ＳＯＣを管理する値として第３の実施の形態における所定値Ｐに代えて「確保電力量」に相当するSOCFを用いたものである。そのため、充電管理に関して第３の実施の形態と同様の効果を奏することができる。なお、住宅内の消費電力が予想値に比べて極端に多く、充電終了時刻までにバッテリ３２のＳＯＣが所定のSOCFに達しないおそれがある場合に、住宅内電力負荷の低減を要請する表示をインターフェイス２９の表示部に表示するようにしても良い。

なお、上述した実施の形態では、電動車両３０は、少なくとも１つの電動機（モータ）による駆動手段とバッテリ（蓄電機構）とを有する車両の全てを指す。つまり、電気自動車は言うまでもないが、燃料電池車両（ＦＣＶ）やハイブリッド車両であっても、蓄電機構を有する車両は、上記電動車両３０に含まれるものとする。

また、蓄電機構として用いられているバッテリ３２は、「リチウムイオン二次電池」や「ニッケル水素二次電池」などに代表される充放電可能な二次電池は無論のこと、「電気二重層キャパシタ」や正負極で材質や構造の異なる「ハイブリッドキャパシタ」等も包含している。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態を説明するブロック図である。 車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態を説明するブロック図である。 住宅内電力負荷マップを説明する図である。 （ａ）は住宅内予想電力負荷マップを示す図であり、（ｂ）は予想充電電力プロファイルを示す図である。 第２の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。 図６のフローチャートに続く処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の第１の変形例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態を説明するブロック図である。 第３の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。 図１０のフローチャートに続く処理を示すフローチャートである。 図１１のフローチャートに続く処理を示すフローチャートである。 （ａ）は充電電力予想初期値WVp0の算出方法を示す図であり、（ｂ）は充電電力予想初期値WVp0の時系列である予想充電電力プロファイルを示す図である。 予想充電電力プロファイルを作成する際に用いられるテーブルを示す図である。 本発明の第４の実施の形態を説明するブロック図である。 第４の実施の形態における、車両充電用電力マネジメントシステムの動作を説明するフローチャートである。 図１６のフローチャートに続く処理を示すフローチャートである。 予想充電電力プロファイルを作成する際のテーブルを示す図である。 第２の実施の形態の第２の変形例を示すブロック図である。 第２の実施の形態の第３の変形例を示すブロック図である。 第３の実施の形態の変形例を示す図である。

符号の説明

１：系統電力、１２：住宅内電力負荷、１０：住宅、１３：電力検出装置、２０：充電器、２１：充電コントローラ、２７：電力履歴取得装置、２８：予想充電電力計算装置２８，２９：インターフェイス、３０：電動車両、３１：バッテリコントローラ、３２：バッテリ

Claims (7)

1. 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて生成された前記住宅内電力負荷の消費電力履歴情報に基づく住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、
   前記演算手段により算出された前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との和が、前記外部から住宅に供給される電力の許容値を超えないように前記充電電力を制御する制御手段とを備え、
   前記演算手段は、前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出し、
   前記制御手段は、前記許容値から前記消費電力履歴情報に基づく前記住宅内予想消費電力を差し引いた車両充電予想電力と、前記電動車両側からの充電要求電力値と、前記許容値から前記検出手段により検出された電力を差し引いた電力とを比較し、最も低い電力を前記充電電力に設定し、
   前記制御手段は、さらに、充電開始時刻から充電終了時刻までの時間帯に電気料金の安い特殊料金電力時間帯が含まれる場合に、前記特殊料金電力時間帯における前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との合計電力が、特殊料金電力時間帯外よりも大きな値であって一定値となるように充電電力を制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
2. 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴情報を生成する生成手段と、
   前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する第１の演算手段と、
   前記電動車両の使用履歴情報に基づいて充電終了時刻を設定する第１の設定手段と、
   前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して前記充電終了時刻まで充電した場合に、前記蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第２の設定手段と、
   前記合計電力が前記外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して前記充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、前記蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、前記合計電力が前記第２の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
3. 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴情報を生成する生成手段と、
   前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、
   充電終了時刻を入力設定する入力手段と、
   前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との合計電力を一定に保持して前記充電終了時刻まで充電した場合に、前記蓄電器が満充電となるための合計電力一定値を設定する第２の設定手段と、
   前記合計電力が前記外部から住宅に供給される電力の許容値と等しくなるように充電電力を制御して前記充電終了時刻まで充電した場合の電力量が、前記蓄電器を満充電するのに必要な電力量よりも大きい場合に、前記第２の設定手段で設定された合計電力一定値と等しくなるように充電電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
4. 外部から住宅に供給された電力を住宅内電力負荷および電動車両側へ分岐して、前記電動車両側へ分岐された電力で電動車両用蓄電器を充電する電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記住宅内電力負荷への電力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記住宅内電力負荷の消費電力履歴情報を生成する生成手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて生成された前記住宅内電力負荷の消費電力履歴情報に基づく住宅内予想消費電力を算出する演算手段と、
   前記演算手段により算出された前記住宅内予想消費電力と前記蓄電器への充電電力との和が、前記外部から住宅に供給される電力の許容値を超えないように前記充電電力を制御する制御手段とを備え、
   前記演算手段は、前記消費電力履歴情報に基づいて所定時間帯における住宅内予想消費電力を算出し、
   前記制御手段は、前記許容値から前記消費電力履歴情報に基づく前記住宅内予想消費電力を差し引いた車両充電予想電力と、前記電動車両側からの充電要求電力値と、前記許容値から前記検出手段により検出された電力を差し引いた電力とを比較し、最も低い電力を前記充電電力に設定し、
   前記制御手段は、前記蓄電器の蓄電量が所定値に達する前における住宅内予想消費電力と充電電力との合計電力が、前記蓄電器の蓄電量が所定値に達した後の合計電力よりも大きくなるように充電電力を制御し、前記蓄電器の蓄電量が所定値に達する前における住宅内予想消費電力と充電電力との合計電力が、一定値となるように充電電力を制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
5. 請求項４に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記電動車両の走行履歴に基づいて、一充電あたりの走行必要電力量を算出する走行必要電力量演算手段を備え、
   前記制御手段は、前記所定値として前記走行必要電力量を用いて充電電力を制御することを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
6. 請求項４または５に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記蓄電器の蓄電量が前記所定値に達したか否かの情報を含む充電状況を表示するための表示手段を備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
7. 請求項６に記載の電動車両充電電力マネジメントシステムにおいて、
   前記住宅内予想消費電力に基づいて充電終了時刻における予想充電電力量を算出する予想充電電力量演算手段と、
   前記予想充電電力量演算手段で算出された予想充電電力量が前記所定値または満充電量を下回る場合に、そのことを警告情報として提示する提示手段とを備えたことを特徴とする電動車両充電電力マネジメントシステム。
   

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